CN100373878C - 家用网络的遥控方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家用网络的远程控制方法及其系统，远程地控制连接到家用网络的设备。家用网络的控制点被分别设置在家用网络系统的家庭代理处和远程终端处，设置在家庭代理处的控制点和设置在远程终端处的控制点通过一个特定的信道连接，从而控制连接到家用网络系统的设备。

Description

家用网络的遥控方法及其系统
技术领域
本发明涉及家用网络(home network)，尤其涉及家用网络的遥控方法及其系统。
背景技术
近来随着高速因特网的广泛分布和家用电器的数字化，已经有人尝试将家庭PC(个人计算机)，网络网关单元，音频/视频设备，电子器具和控制器构成为一个家用网络。
由标准网络结构的协议定义的UPnP(通用即插即用)是家用网络领域中有影响的标准技术之一，家用网络领域是各个国家的多个公司通过组织一个UPnP论坛正在形成的。一个基于UPnP的网络系统包括多个提供服务的UPnP设备和控制该多个UPnP设备的CPs(控制点)。
CP，一种控制各种设备譬如UPnP设备的单位，根据用户的键盘输入发现各种UPnP设备，描述被发现的UPnP设备的功能，并控制UPnP设备。
UPnP设备是一个诸如PC(个人计算机)，网络设备，外围设备如打印机，音频/视频设备及电子器具的连接到家用网络的设备。UPnP设备通过为CP提供一个显示页利用一个网页将一个事件通知到CP并能控制一个设备并检测该设备的状态。下文中，将参照图1对基于UPnP设备结构版本1.0的UPnP协议堆栈进行描述。
图1是表示UPnP协议堆栈的图。
如图1所示，基于传统的UPnP设备结构版本1.0的UPnP协议堆栈包括：一个包括IP(网际协议)的网络层114；一个包括UDP(用户数据报协议)和TCP(传输控制协议)的传送层113；一个包括HTTP，XML(可扩展的标记语言)(未示出)，SOAP(简单对象存取协议)和SSDP(简单服务发现协议)的协议，和一个譬如GENA(通用事件通知结构)的结构的显示/对话层112；和一个包括譬如UPnP设备，论坛和售货商等相关信息的应用层111。
在一个应用了UPnP协议的UPnP网络系统中，CP和设备(UPnP设备)之间的通讯方法包括一个向设备分配IP地址的定址步骤；CP发现设备的存在的发现步骤；CP描述设备的功能及由该设备支持的服务的描述步骤；CP调用该设备的服务的控制步骤；设备将其自身的状态改变通知给CP的事件步骤；及设备显示其自身状态和控制信息的表征步骤。这些内容将会参照图2进行描述，图2是一个表示UPnP网络发现过程的操作状态图。
图2是表示UPnP设备221将广告信息多点传送给UPnP CPs211和212的状态和当CP 213将搜索信息传送给UPnP设备221和222时，UPnP设备222响应的状态图。
在第一个方法中，CP通过使用SSDP(简单服务发现协议)发现UPnP设备。此时，当被发现的设备221连接到UPnP网络时，设备221将广告信息多点传送给CP，借此，CPs 211和212在从来自设备221的多点传送信息的基础上确定UPnP设备的存在。
在第二个方法中，当CP 213连接到UPnP网络时，CP 213将搜索信息多点传送给设备。接收搜索信息的设备222将它的信息通过单点传送(unicast)传送给CP 213。并且，SOAP(简单对象访问协议)被用于控制连接到UPnP网络的设备，GENA被用于接收设备的状态事件。
在传统的UPnP设备结构版本1.0中，假定家用网络的每个单元位于本地网，因而远程区域的连接服务没有被考虑。在CP存在于外部网络并试图访问家用网络的情况下，CP即使在外部网络中也应该能使用UPnP协议机制。如果在远程区域连接的终端是无线终端，则无线终端的有限计算能力、存储单元、显示能力和网络环境应该被考虑。也就是，在传统的UPnP标准技术中，尽管UPnP搜索的ALIVE，M-SEARCH信息，和事件的BYE-BYE信息是基于IP多点传送，如果CP存在于远程区域，则多点传送也是不可能的。因此，在CP不在本地网内的情况下，互联网络应该支持IP多点传送，使得能够正常地进行设备搜索。
然而，传统的IP网络不能在远程区域通过UPnP搜索发现家用网络的UPnP设备，因为IP网络不会有效地支持多点传送。同样，在传统的UPnP设备结构版本1.0中，为了防止由多点传送包引起的网络混乱，将被多点传送的包的IP头的TTL(有效期限)值被限定在4。此外，因为传统的UPnP结构版本1.0没有对无线终端环境进行特殊考虑，所以在无线环境中频繁事件信息传输是不一致的。
因此，由于显示单元的局限性，在有线环境中使用的显示页面(presentation page)需要考虑到无线电环境被重新构建。在远程访问CP被装载到无线终端的情况下，由于根据终端的种类，TCP/IP和HTTP的堆栈可能不被使用，所以就需要解决这种情况的方法。总之，在远程区域的UPnP家用网络连接中，为了解决上述问题在家用网络中需要CP的每个功能的代理操作和适当的信息转换。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种家用网络的遥控方法及其系统，其能够在远程区域控制与家用网络连接的设备。
本发明的另一个目的是提供一种家用网络的遥控方法及其系统，其能够通过在家用网络系统中的家庭代理和远程终端的远程控制点处分别设定提供给家用网络系统的CP，在远程区域对与家用网络系统连接的设备进行控制。
本发明的又一个目的是提供一种家用网络的遥控方法及其系统，其能够通过在UPnP家用网络系统中的家庭代理和远程终端的远程CP处分别设定提供给基于UPnP的家用网络系统的UPnP CP而容易地和远程地控制连接到基于UPnP(通用即插即用)的家用网络的设备，并且将设置在家庭代理处的UPnP CP与设置在远程控制点处的UPnP CP通过特定信道连接起来。
为了达到这些目的，提供了一种家用网络的远程控制方法，包括下列步骤：在家用网络系统的家庭代理处和远程终端的远程CP处分别设定控制连接到家用网络系统的设备的CP；及将设置在家庭代理处的CP和设置在远程CP处的CP通过特定信道连接起来。
为了达到这些目的，提供了一种家用网络的远程控制系统，包括：家用网络；与连接到家用网络的设备进行通讯并具有在家用网络中使用的CP的功能的家庭代理；及设置在远程终端并具有CP功能的远程CP。这里，家庭代理的CP和远程CP的CP是通过一个特定的信道连接在一起。
为了达到这些目的，提供了一种家用网络的远程控制系统，包括基于UPnP(通用即插即用)的家用网络；与家用网络中的UPnP设备进行通讯并具有在基于UPnP的家用网络中使用的UPnP CP功能的家庭代理；设置在远程终端处并具有UPnP CP功能的远程CP；及安装在远程终端处并为用户提供一个界面的用户界面单元。这里，家庭代理的UPnP CP和远程CP的UPnP CP是通过一个特定的信道连接的。
附图说明
图1是表示UPnP协议堆栈的图。
图2是表示UPnP设备将广告信息多点传送给UPnP CP的状态和当CP将搜索信息传送给UPnP设备时，UPnP设备响应的状态的图。
图3是表示根据本发明的第一个实施例的基于UPnP的家用网络的远程控制系统的结构的方框图。
图4是表示根据本发明的第二个实施例的应用了具有TCP/IP和HTTP堆栈的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的结构图。
图5是应用了与图4中相同的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的信号流程图。
图6是表示根据本发明的第三个实施例应用了具有WAP(无线应用协议)堆栈而不是TCP/IP和HTTP堆栈的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的图。
图7是应用了与图6的相同的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的信号流程图。
图8是表示家庭代理和远程CP的功能被分配使得家庭代理执行大部分UPnP CP的功能并仅将一个界面显示给远程CP的示意图。
具体实施方式
下面参照图3到8对通过在家庭代理处和远程终端的远程CP处分别设定UPnP CP，并将设置在家庭代理处的UPnP CP和设置在远程CP处的UPnP CP通过一个特定的信道连接，从而能够容易地并远程地在远程区域控制连接到基于UPnP的家用网络的设备的家用网络远程控制方法及其系统进行详细描述。
图3是表示根据本发明的第一个实施例的基于UPnP的家用网络的远程控制系统的结构的方框图。这里，在基于UPnP的家用网络中使用的UPnP CP的功能被分配给家庭代理(HA)和远程CP 331。
例如，在基于UPnP的家用网络中使用的本地CP，UPnP CP监视远程CP是否被启用，并根据监视结果决定是否本地CP将它的用于控制UPnP设备的权限转移给远程CP。也就是，本地CP接收远程CP的状态信息，并在接收的状态信息的基础上决定权限转移的范围。这里，状态信息意味着关于远程终端的处理能力的信息。
远程CP检查是否可能与本地家用网络连接，然后，在检查结果的基础上与家用网络结合，并且在远程CP与家用网络连接的时候将其状态信息传送给本地家用网络。也就是，远程CP通过本地CP控制设备。
如图3所示，根据本发明的基于UPnP的家用网络的远程控制系统包括：基于UPnP的家用网络310；包括在家用网络310处使用的UPnPCP(本地CP)的功能，并成为与家用网络310中的UPnP设备通讯的UPnP协议处理单元的家庭代理320；包括UPnP CP的功能，并设置在远程终端(例如，移动终端设备)处的远程CP 331；及设置在远程终端处，并为用户提供一个界面的用户界面单元332。这里，远程终端意味着在远程区域的一个设备(例如，一个无线终端或一个被定位的移动终端)，其没有与连接了UPnP设备的本地网络连接。
下面，详细描述根据本发明的基于UPnP的家用网络的远程控制系统的操作。
首先，优选地，在家庭代理320处的UPnP协议过程中，设备搜索和事件是通过使用IP多点传送在本地家用网络中被处理的。同样，用户界面输出应该在远程终端被执行。
然后，UPnP CP的功能被分配给家庭代理320(HA)和远程CP。例如，UPnP CP的功能被分配给家用网络内的家庭代理320和外部远程CP 331，然后，分配给HA 320的UPnP CP和分配给远程CP 331的UPnPCP通过一个特定信道(例如，安全信道)构成一对一的连接。这里，UPnP事件信息是使用GENA借助IP单点传送进行传输的。
当UPnP信息通过IP单点传送进行传送时，事件信息不直接地传送给远程CP，而是HA 320接收该信息，调节接收的事件信息。HA 320可以将调节的事件信息传送给远程CP 331或可以被构建以使得远程CP331能通过轮询(polling)从HA 320获得该事件信息。当一个事件信息频繁产生的时候这是很有用的。
如现有技术的图1所示，UPnP协议堆栈包括基本的网际协议112到114，在UPnP设备结构处定义的部分，和根据每个设备和售货商的种类被特定化而定义的部分111。因此，HA 320和远程CP 331能通过在每个设备结构中定义的UPnP API接收UPnP设备的基本的服务。
然而，在UPnP设备结构中定义的UPnP服务(例如，UPnP API)不足以使用由设备和厂商限定的功能。因而，在构建UPnP CP时，每个UPnP设备被特别指明，或UPnP设备的特定功能被分别地构建作为一个组件，从而在任何必要的时候被安装使用。因此，优化的UPnP控制点功能可以被实现，并且远程终端的最小存储空间也能被使用。例如，如图4所示，在远程终端同时具有TCP/IP和HTTP堆栈的情况下，家庭代理和远程终端的功能可以被分配。
图4是表示根据本发明的第二个实施例的应用了具有TCP/IP和HTTP堆栈的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的结构图。
如图4所示，家庭代理410使用IP多点传送执行功能，该功能是SSDP和GENA功能的一部分。远程CP 420执行一连串的SOAP，GENA和包括设备/售货商特定组件421和UPnP API(应用程序界面)422的功能的用户界面的功能。
此外，家庭代理410所负责的功能通过一个定义的售货商特异性协议被转移到远程CP 420。因此，远程CP 420通过HA 410执行设备搜索和事件功能，该功能是远程CP功能的一部分，远程CP 420通过直接地访问设备还执行其他的功能。也就是，如果使用分配环境技术，远程CP 420的UPnP API处理在家庭代理处执行的功能，就仿佛该功能是在本地被处理的。
因此，通过使用UPnP API作出的应用程序在不考虑为了提供API而实施的图1的UPnP堆栈112到114的分配过程的情况下进行操作的。也就是，远程终端通过设置在远程区域的远程CP处的UPnP CP以与家用网络中的UPnP CP相同功能控制UPnP设备。
下面，对根据本发明的第二个实施例的应用了同时包括TCP/IP和HTTP堆栈的UPnP控制点堆栈的家用网络远程控制系统的操作参照图5进行描述。
图5是应用了与图4中相同的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的信号流程图。
首先，家庭代理410通过UPnP设备和UPnP搜索过程在家用网络中发现UPnP设备，并存储与发现的设备相关的信息。
当远程CP 420被连接到家庭代理410时，家庭代理410将储存的信息传送给远程CP 420。
远程CP 420基于存储的信息的设备列表直接地向有关的UPnP设备请求将要被控制的设备的显示页。此时，有关的UPnP设备将相应于请求的HTLM页传送给远程CP 420。
然后，为了接收该UPnP设备的事件信息，远程CP 420发送UPnP事件订阅请求。此时，家庭代理410通过将该UPnP事件订阅请求传送给有关的UPnP设备而接收从该有关的UPnP设备传送的事件信息。此外，家庭代理对事件信息进行概括。
远程CP 420通过进行定期的轮询从HA 410处接收概括的事件信息。据此，当远程CP 420试图控制有关的UPnP设备时，远程CP 420编写SOAP信息，直接地请求有关的UPnP设备并接收响应信息。
图6是表示根据本发明的第三个实施例的应用了具有以WAP(无线应用协议)堆栈521而不是TCP/IP和HTTP堆栈的UPnP控制点堆栈的家用网络远程控制系统的图。
首先，家庭代理510使用IP多点传送执行功能，该功能是SSDP和GENA以及将WML(无线标记语言)中定义的SOAP*和GENA*信息转换成在现有的XML(可扩展标记语言)中的SOAP和GENA信息，并在HTTP(超文本传输协议)上传输该信息的WAP网关功能511的一部分。此时，因为远程终端与在远程终端具有TCP/IP和HTTP堆栈的情况下一样支持同样的UPnP API，远程终端能在它自己和WAP电话之间分享一个应用程序。这里，该SOAP*和GENA*522是被包括在WAP堆栈内的SOAP和GENA。
同样，WAP网关功能可以存在于外部网络中。也就是，通过从家庭代理510中分离WAP网关到外部，WAP网关功能可以存在于家庭代理510和远程CP 520之间。
下面参照图7对根据本发明第三个实施例的应用了包括WAP(无线应用协议)堆栈421而不是TCP/IP和HTTP堆栈的UPnP CP堆栈的家用网络的远程控制系统的操作进行描述。
图7是应用了与图6的相同的UPnP CP堆栈的家用网络远程控制系统的信号流程图。
首先，家庭代理510通过UPnP设备和UPnP搜索过程发现家用网络中的UPnP设备，并存储与发现的UPnP设备相关的信息。
然后，当远程CP 520被连接到家庭代理510时，家庭代理510将存储的信息传送给远程CP 520。
远程CP 520基于接收的信息的设备列表向家庭代理510请求将被控制的设备的显示页。此时，家庭代理510向将被远程CP 520控制的设备请求显示页。
将要由远程CP 520控制的UPnP设备根据家庭代理510的请求将HTML页传送给家庭代理510。
家庭代理510从UPnP设备接收HTML页，将接收的HTML页转换成WML文件，并将该转换的WML文件传送给远程CP 520。
然后，为了接收UPnP设备的事件信息，远程CP 520将一个事件订阅请求信号传送给家庭代理510。
家庭代理510向有关的UPnP设备请求UPnP事件订阅。此时，家庭代理510根据该UPnP事件订阅请求接收从UPnP设备传送的事件信息。
然后，家庭代理510对接收的事件信息进行概括，并将该概括了的事件信息按照一个预定的时间间隔传送给远程CP 520。此时，为了控制UPnP设备，远程CP 520编写该SOAP*信息的WML版本并将编写的信息传送给家庭代理。
家庭代理510将以WML版本定义的SOAP*信息转换成XML(可扩展的标记语言)的SOAP信息，并将该转换的SOAP信息传送给UPnP设备。
由此，UPnP设备将响应信息传送给家庭代理510。家庭代理510将从UPnP设备传送的响应信息转换成WML格式，并将该转换的响应信息传送给远程CP 520。
图8是表示家庭代理610和远程CP 620的分配功能使得家庭代理610执行大部分CP功能611和612并仅将一个界面显示给远程CP 620的例子的示意图。也就是，家庭代理610以WML产生它的操作结果，将该结果提供给远程CP 620并以WML形式接收有关的命令。在这种情况下，家庭代理610作为一种UPnP CP代理服务器进行工作。
就目前所描述的，为了可能从外部对家用网络进行访问，本发明将UPnP CP的功能分配给移动终端中的远程CP和家用网络中的家庭代理，因此可能与各种UPnP设备和远程终端进行灵活的通信，因而本发明能取得下面的效果。
第一，根据远程终端的性能水平，通过不同的相应实现方法，远程终端的操作可以被优化。
第二，通过将特定的组件动态地下载到每个确定的UPnP设备，最新的服务可以被提供到每个UPnP设备上。
第三，通过使用事件信息的调节功能，无线网络的带宽可以被保留。
第四，即使提供了各种实现的方式，通过在家庭代理处和远程CP处分别设定UPnP CP功能，现有的UPnP设备结构版本1.0的标准仍可以被保持。
因此，在本发明中，按照UPnP设备结构版本1.0标准并不受移动通讯环境的各种局限性限制支持各种服务控制的UPnP CP功能可以在位于远程区域的远程终端(移动终端)内实现。也就是，根据本发明的家用网络的远程控制方法及其系统能通过在UPnP家用网络系统的家庭代理处和在远程终端的远程控制点处分别设置提供给基于UPnP的家用网络系统的UPnP CP而控制连接到家用网络系统的设备。
对于本领域的技术人员来说很显然可以在不脱离本发明的的实质或范畴的情况下作出各种修改和改变。因而，本发明旨在覆盖那些落在所附权利要求和其等价范围内的对本发明作出的修改和改变。

Claims (19)

1.一种家用网络的远程控制方法，包括：
在家用网络系统的家庭代理处和远程终端的远程CP处分别设置CP(控制点)，控制连接到基于UPnP(通用即插即用)的家用网络系统的设备；及
将设置在家庭代理处的CP和设置在远程CP处的CP通过一个特定的信道连接，其中当所述远程终端具有WAP(无线应用协议)堆栈时，所述家庭代理执行SSDP和使用IP多点传送的GENA的功能和WAP网关功能，所述远程终端执行UPnP API，GENA*和SOAP*功能。
2.如权利要求1所述的方法，其中远程终端的远程CP通过与连接到家用网络系统的设备进行通讯的家庭代理控制设备。
3.如权利要求1所述的方法，其中，当远程终端具有TCP/IP和HTTP堆栈时，家庭代理执行SSDP(简单服务发现协议)和使用IP多点传送的GENA(通用事件通知结构)的功能，远程终端执行一连串的SOAP(简单对象访问协议)，GENA和包括UPnP API(应用程序接口)功能的用户界面的功能。
4.如权利要求1所述的方法，其中该SOAP*和GENA*是被包括在WAP堆栈内的SOAP和GENA。
5.如权利要求4所述的方法，其中WAP网关功能是和家庭代理分离的。
6.如权利要求4所述的方法，其中WAP网关功能将以WML(无线标记语言)版本定义的SOAP*和GENA*信息转换成现有的XML(可扩展标记语言)的SOAP和GENA信息，并包括HTTP的被转换的信息。
7.一种家用网络的远程控制系统，包括：
一家用网络；
与连接到该家用网络的设备进行通讯并具有在该家用网络中使用的CP的功能的家庭代理；及
设置在远程终端处并具有CP的功能的远程CP，
其中家庭代理的CP和远程CP的CP通过一特定信道连接，其中，当所述远程终端具有WAP(无线应用协议)堆栈时，所述家庭代理执行SSDP和使用IP多点传送的GENA的功能和WAP网关功能，所述远程终端执行UPnP API，GENA*和SOAP*功能。
8.如权利要求7所述的系统，其中该家用网络基于UPnP(通用即插即用)。
9.如权利要求7所述的系统，进一步包括设定在远程终端的用户界面单元并为用户提供一个界面。
10.如权利要求7所述的系统，其中该家庭代理包括用于IP多点传送的UPnP协议处理器。
11.如权利要求7所述的系统，其中，当远程终端具有TCP/IP和HTTP堆栈时，家庭代理执行SSDP(简单服务发现协议)和使用IP多点传送的GENA(通用事件通知结构)的功能，远程终端执行一连串的SOAP(简单对象访问协议)，GENA和包括UPnP API(应用程序接口)功能的用户界面的功能。
12.如权利要求7所述的系统，其中该SOAP*和GENA*是被包括在WAP堆栈内的SOAP和GENA。
13.如权利要求12所述的系统，其中WAP网关功能是和家庭代理分离的，以便存在于外部网络。
14.如权利要求12所述的系统，其中WAP网关功能将以WML(无线标记语言)版本定义的SOAP*和GENA*信息转换成XML(可扩展的标记语言)的SOAP和GENA信息，并包括被转换的HTTP信息。
15.用于远程地控制与家用网络连接的设备的系统，包括：
一基于UPnP(通用即插即用)的家用网络；
与家用网络中的设备进行通讯并具有在基于UPnP的家用网络中使用的UPnP CP(控制点)的功能的家庭代理；
设置在远程终端并具有UPnP CP功能的远程CP；及
设置在远程终端处并为用户提供一个界面的用户界面单元，
其中，家庭代理的UPnP CP和远程CP的UPnP CP是通过一特定信道连接的，其中，当远程终端具有WAP(无线应用协议)堆栈时，所述家庭代理执行SSDP和使用IP多点传送的GENA的功能和WAP网关功能，所述远程终端执行UPnP API，GENA*和SOAP*功能。
16.如权利要求15所述的系统，其中，当远程终端具有TCP/IP和HTTP堆栈时，家庭代理执行SSDP(简单服务发现协议)和使用IP多点传送的GENA(通用事件通知结构)的功能，远程终端执行一连串的SOAP(简单对象访问协议)，GENA和包括UPnP API(应用程序接口)功能的用户界面的功能。
17.如权利要求15所述的系统，其中该SOAP*和GENA*是被包括在WAP堆栈内的SOAP和GENA。
18.如权利要求17所述的系统，WAP网关功能是和家庭代理分离的。
19.如权利要求17所述的系统，WAP网关功能将以WML(无线标记语言)版本定义的SOAP*和GENA*信息转换成XML(可扩展标记语言)的SOAP和GENA信息，并包括被转换的HTTP信息。
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